Ion je atom ali molekula s pozitivnim ali negativnim električnim nabojem. Zwitterion je molekula s pozitivnimi in negativnimi naboji, vendar z neto nabojem nič. Atomi so sestavljeni iz pozitivno nabitih subatomskih delcev, imenovanih protoni, negativno nabitih elektronov in nevtralnih delcev, imenovanih nevtroni. Če število protonov ni enako številu elektronov, ima atom pozitiven ali negativen naboj. Negativno nabiti atomi ali molekule se imenujejo anioni, pozitivno nabiti atomi in molekule pa so znani kot kationi.
Kisline in baze lahko obstajajo kot ioni ali kot nenabite molekule, vendar so pri nevtralnih pH vrednostih ioni. Večina zwitterionov je amfolitov – molekul, ki vsebujejo tako kisle kot bazične skupine. Klasičen primer so aminokisline; imajo obe skupini v eni sami molekuli, a ker sta obe nabiti pri nevtralnem pH, bo neto naboj aminokisline enak nič.
Zaradi svojih električnih nabojev bo zwitterion zelo topen v vodi in precej netopen v organskih topilih. Molekule vode so polarne zaradi električnih razlik med molekulami vodika in kisika; to pomeni, da atome kisika v vodi privlačijo kationi, atome vodika v vodi pa anione. Ko se zwitterion raztopi v vodi, vodikovi atomi v vodi takoj obkrožijo negativno nabito skupino, kisikovi atomi v vodi pa takoj obkrožijo pozitivno nabito skupino in jo tako temeljito raztopijo.
Poleg aminokislin so nekatere druge pogoste vrste teh molekul pufri, detergenti in zdravila. Dejstvo, da so topni v vodi, jih naredi tako uporabne. Ko je zwitterion shranjen v trdni, suhi obliki, na primer v tableti, bo v obliki nevtralne molekule ali soli. Ko ga zaužijemo ali damo v vodo, prevzame svojo ionsko ali nabito obliko in se raztopi.
Čeprav je res, da je večina aminokislin nevtralnih nabojev, je pomembno omeniti, da imajo nekatere tretjo nabito skupino, ki jim daje celoten pozitiven ali negativen naboj. Zaradi tega imajo beljakovine, ki so sestavljene iz aminokislin, na splošno neto negativni ali neto pozitiven naboj.